SU1713048A1 - Single-way dc converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть испольэовано .8 системах вторичного электропитани . Цель изобретени  - повышение КПД. В однотактном преобразователе в качестве силового ключа использован транзистор 4 со статической индукцией. При включении преобразовател  транзистор 4 оказываетс  открытым и. дл  его принудительного запирани  используетс  пьезотрансформатор 5, выходное напр жение которого через дополнительный выпр митель 6, первый резистор 7 и диод 9 подаетс  на затвор транзистора 4. По окончании процесса запуска начинает работать блок управлени  3 и его выходные сигналы поступают в цепь затвора транзистора4.1 ил.уЁThe invention relates to electrical engineering and can be used .8 secondary power systems. The purpose of the invention is to increase efficiency. In the single-ended converter, transistor 4 with static induction is used as a power switch. When the converter is turned on, transistor 4 is open and. A piezotransformer 5 is used for its forced locking, the output voltage of which is through an additional rectifier 6, the first resistor 7 and the diode 9 are applied to the gate of transistor 4. After the start of the starting process, the control unit 3 begins to work and its output signals enter the gate circuit of transistor 4.1 illu

Description

со оwith about

0000

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани .The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply systems.

Известен преобразователь посто нного напр жени  с разделительным трансформатором и внешним возбуждением. Преобразователь содержит задающий генератор , полевой транзистор, база которого подключена к выходу задающего генератора , а эмиттер - к общей шине, трансформатор , первична  обмотка которого подключена между источником входного напр жени  и стоком транзистора, и выпр митель , подключенный к вторичной обмотке трансформатора.A DC / DC converter with an isolating transformer and external excitation is known. The converter contains a master oscillator, a field-effect transistor, the base of which is connected to the output of the master oscillator, and an emitter to the common bus, a transformer whose primary winding is connected between the input voltage source and drain of the transistor, and a rectifier connected to the secondary winding of the transformer.

Преобразователь имеет относительно небольшой КПД, что  вл етс  его основным недостатком.The converter has a relatively small efficiency, which is its main disadvantage.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  однотактный преобразователь посто нного напр жени , содержащий силовой трансформатор , первична  обмотка которого через силовой ключ подключена к входным выводам, между которыми включен конденсатор , а вторична  обмотка через выходной выпр митель и фильтр соединена с выходными и входными выводами блока управлени , выход которого подключен к входу задающего генератора, выход которого подключен к управл ющему входу силового ключа. Выходное напр жение регулируетс  путем изменени  частоты задающего генератора при посто нной длительности импульса .The closest technical solution to the present invention is a single-ended DC / DC converter containing a power transformer, the primary winding of which is connected to input terminals through a power switch, between which a capacitor is connected, and the secondary winding is connected to output and output terminals the control unit, the output of which is connected to the input of the master oscillator, the output of which is connected to the control input of the power switch. The output voltage is adjusted by changing the frequency of the master oscillator at a constant pulse width.

Недостатком прототипа  вл етс  относительно небольшой КПД.The disadvantage of the prototype is a relatively small efficiency.

Цель изобретени  - повышение КПД устройства .The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device.

Указанна  цель достигаетс  в одйотактном преобразователе посто нного напр жени , содержащем силовой трансформатор , первична  обмотка которого через силовой ключ подключена к входным выводам, а вторична  обмотка через выходной выпр митель и фильтр соединена с выходными выводами, и блок управлени , выход которого соединен с управл ющим входом силового ключ за счет использовани  в качестве последнего транзистора со статической индукцией, управл ющий вход которого через введенные последовательно соединенные первый резистор и диод подключен к выходу введенного дополнительного выпр мител . Вход последнего соединен с выходом введенного пьезотрансформатора , вход которого через второй введенный резистор подключен к входным выводам преобразовател .This goal is achieved in a single-voltage DC / DC converter containing a power transformer, the primary winding of which is connected to the input terminals through a power switch, and the secondary winding is connected to the output terminals of the control unit the input of the power switch by using as the last transistor with static induction, the control input of which through the first connected in series connected resistor and diode p Connected to the output of the entered additional rectifier. The input of the latter is connected to the output of the inserted piezotransformer, the input of which is connected via the second input resistor to the input terminals of the converter.

На чертеже представлена принципиальна  схема преобразовател  посто нного напр жени .The drawing shows a schematic diagram of a constant voltage converter.

Преобразователь содержит трансформатор 1, выпр митель 2 с фильтром, блок 3 управлени , транзистор 4 со статической индукцией, пьезоэлектрический трансформатор 5, дополнительный выпр митель 6,The converter contains a transformer 1, a rectifier 2 with a filter, a control unit 3, a transistor 4 with static induction, a piezoelectric transformer 5, an additional rectifier 6,

два резистора 7 и 8, диод 9, Трансформатор 1 имеет две обмотки: первичную и вторичную . Первична  обмотка первым своим выводом подключена к первому входному выводу преобразовател  и первому выводуtwo resistors 7 and 8, diode 9, Transformer 1 has two windings: primary and secondary. The primary winding is connected with its first output to the first input terminal of the converter and the first output.

резистора 8. Между входными выводами преобразовател  включен блок 3 управлени . Второй вывод первичной обмотки трансформатора 1 подключен к стоку транзистора 4, затвор которого подключен к первому выводу резистора 7. Второй вывод Лоследнего подключен к аноду диода 9. Выход блока 3 управлени  подключен к затвору транзистора 4. Второй вывод резистора 8 подключен к первому электроду секцииresistor 8. Between the input pins of the converter, control unit 3 is turned on. The second terminal of the primary winding of transformer 1 is connected to the drain of transistor 4, the gate of which is connected to the first terminal of resistor 7. The second terminal of the last terminal is connected to the anode of diode 9. The output of control unit 3 is connected to the gate of transistor 4. The second terminal of resistor 8 is connected to the first section electrode

возбуждени  пьезоэлектрического трансформатора 5. Общий вывод выпр мител  б подключен к общей шине, истоку транзистора 4 и второму электроду секции возбуждени  трансформатора 5. Электродexcitation of the piezoelectric transformer 5. The common output of the rectifier b is connected to the common bus, the source of the transistor 4 and the second electrode of the excitation section of the transformer 5. The electrode

генераторной секции трансформатора 5 подключен к входному выводу дополнительного выпр мител  6, выходной вывод которого подключен к катоду диода 9. Выводы вторичной обмотки трансформатора 1 подключены к входным выводам выпр мител  2 с фильтром, выход которого подключен к выходным клеммам.The generator section of the transformer 5 is connected to the input terminal of the additional rectifier 6, the output terminal of which is connected to the cathode of diode 9. The terminals of the secondary winding of the transformer 1 are connected to the input terminals of the rectifier 2 with a filter whose output is connected to the output terminals.

Резистор 7 предназначен дл  получени  необходимого режима по затворуThe resistor 7 is designed to obtain the required mode on the gate

транзистора 4. Резистор 8  вл етс  токоограничивающим элементом.transistor 4. Resistor 8 is a current-limiting element.

)л подаче входного напр жени  UBX в преобразователе в отсутствие сигналов управлени  с блока 3 через транзистор 4 могут) l supplying the input voltage UBX in the converter in the absence of control signals from block 3 through transistor 4 can

относительно длительное врем  протекать большие токи, что может отрицательно повли ть на надежность устройства. Дл  устранени  этого осуществл етс  запирание транзистора 4 отрицательным напр жением по затвору, поступающим с вУхода выпр мител  б через диод 9 и резистор 7. При подключении питани  в пьезоэлектрическом трансформаторе 5 возбуждаютс  ударные колебани  (дйбротность трансформатора обычно составл ет более 100), которые с его генераторной секции поступают на вход выпр мител  6 и преобразуютс  в посто нное отрицательное напр жение. Это запирающее напр жение может поддерживатьс  относительно длительное врем  на затворе транзистора 4 за счет сглаживающего конденсатора на входе выпр мител  6.a relatively long time to flow large currents, which can adversely affect the reliability of the device. To eliminate this, the transistor 4 is locked by the negative voltage across the gate coming from the rectifier B through diode 9 and the resistor 7. When the power is connected, piezoelectric transformer 5 excites the shock oscillations (transformer duroprobe is usually more than 100), which the generator section is fed to the input of the rectifier 6 and converted to a permanent negative voltage. This blocking voltage can be maintained for a relatively long time at the gate of transistor 4 by means of a smoothing capacitor at the input of the rectifier 6.

В рабочем режиме, при наличии управл ющих сигналов со схемы 3 устройство работает следующим образом.In the operating mode, in the presence of control signals from circuit 3, the device operates as follows.

При по влении на выходе схемы 3 управлени  положительного импульса напр жение на затворе транзистора 4 становитс  положительным, транзистор 4 оказываетс  (форсированно) открытым и в первичной обмотке трансформатора 1 течет большой ток. При этом,полученное ранее запирающее напр жение на выходе выпр мител  6 устран етс  (разр жаетс  сглаживающий конденсатор на выходе выпр мител  6).When a positive impulse control circuit 3 emerges, the voltage across the gate of transistor 4 becomes positive, transistor 4 becomes (forced) open and a large current flows in the primary winding of transformer 1. In this case, the previously obtained blocking voltage at the output of the rectifier 6 is eliminated (the smoothing capacitor at the output of the rectifier 6 is discharged).

При поступлении с выхода схемы 3 управлени  отрицательного импульса на затвор транзистора 4, он оказываетс  закрытым и в первичной обмотке трансформатора не протекает ток. Сигналы вторичной обмотки трансформатора 1 преобразуютс  выпр мителем 2 с фильтром в посто нное напр жение, поступающее на выходные выводы. Транзистор 4  вл етс  быстродействующим силовым элементом, обладающим очень малым сопротивлением канала в открытом состо нии (0,1-0,01 Ом).When a negative pulse arrives from the output of the control circuit 3 at the gate of transistor 4, it is closed and no current flows in the primary winding of the transformer. The signals of the secondary winding of the transformer 1 are converted by rectifier 2 with a filter into a constant voltage supplied to the output terminals. Transistor 4 is a fast-acting power element with a very low channel resistance in the open state (0.1-0.01 Ohm).

Малые потери мощности при переключении транзистора 4 и в статическом состо нии обеспечивают повышение КПД устройства. Надежность работы преобразовател  при этом обеспечиваетс  запиранием транзистора 4 в начальный период при включении преобразовател .Low power losses during switching of the transistor 4 and in a static state provide increased efficiency of the device. The reliability of the converter operation is ensured by locking the transistor 4 in the initial period when the converter is turned on.

Claims (1)

Формула изобретени  Однотактный преобразователь посто нного напр жени , содержащий силовой трансформатор, первична  обмотка которого через силовой ключ подключена к входным выводам, а вторична  обмотка через выходной выпр митель и фильтр соединена с выходными выводами, и блок управлени , выход которого соединен с управл ющим входом силового ключа, отличающийс   тем, что, с целью повышени  КПД, в качестве силового ключа использован транзистор со статической индукцией, управл ющий вход которого через введенные последовательно соединенные первый резистор и диод подключен к выходу введенного дополнительного выпр мител , вход которого соединен с выходом введенного пьезотрансформатора, вход которого через второй введенный резистор подключен к входным выводам преобразовател .Invention Single-ended DC / DC converter containing a power transformer, the primary winding of which is connected to the input terminals through a power switch, and the secondary winding through the output rectifier and filter is connected to the output terminals, and a control unit whose output is connected to the control input of the power key, characterized in that, in order to increase efficiency, a transistor with static induction is used as a power switch, the control input of which is through The first resistor and the diode are connected to the output of the input additional rectifier, the input of which is connected to the output of the inserted piezotransformer, whose input through the second input resistor is connected to the input terminals of the converter.